Nghiên cứu một số đặc điểm lâm học rừng phục hồi bằng ô tiêu chuẩn định vị tại hòa bình, lạng sơn và bắc giang
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.29 MB, 171 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------
NGUYỄN VĂN KIÊN
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM LÂM HỌC
RỪNG PHỤC HỒI BẰNG Ô TIÊU CHUẨN ĐỊNH
VỊ TẠI HÒA BÌNH, LẠNG SƠN VÀ BẮC GIANG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP
Thái Nguyên, năm 2015
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------
NGUYỄN VĂN KIÊN
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM LÂM HỌC
RỪNG PHỤC HỒI BẰNG Ô TIÊU CHUẨN ĐỊNH
VỊ TẠI HÒA BÌNH, LẠNG SƠN VÀ BẮC GIANG
Chuyên ngành : Lâm học
Mã số : 60 62 02 01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Trần Văn Con
Thái Nguyên, năm 2015
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu nghiên cứu này đều được tiến hành đo đếm,
thu thập từ kết quả theo dõi của 10 ô tiêu chuẩn định vị được thiết lập năm
2011 tại Hòa Bình, Lạng Sơn và Bắc Giang. Kết quả nghiên cứu trong luận
văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả
Nguyễn Văn Kiên
ii
LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được hoàn thành theo chương trình đào tạo Cao học Lâm
nghiệp Khoá 21, giai đoạn 2013 – 2015 của Trường Đại học Nông lâm - Đại
học Thái Nguyên.
Để hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ và
tạo mọi điều kiện thuận lợi của tập thể thầy cô giáo Khoa Lâm nghiệp, Phòng
Quản lý Sau Đại học và lãnh đạo trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên. Đối
với công tác đo đếm, thu thập số liệu tại 10 ô tiêu chuẩn định vị, tác giả đã
nhận được những sự giúp đỡ, tạo điều kiện của nhóm thực hiện đề tài “Nghiên
cứu các đặc điểm sinh học một số hệ sinh thái chủ yếu ở Việt Nam giai đoạn
II” do PGS.TS. Trần Văn Con làm chủ nhiệm. Nhân dịp này, tác giả xin được
bày tỏ lòng biết ơn đối với sự giúp đỡ quý báu đó.
Kết quả của luận án này không thể tách rời sự quan tâm, chỉ bảo của
thầy giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS. Trần Văn Con, người đã nhiệt tình
chỉ bảo, hướng dẫn để tôi hoàn thành luận văn này. Nhân dịp này, tôi xin
được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn.
Xin được cảm ơn sự khuyến khích, giúp đỡ của gia đình cùng bạn bè và
đồng nghiệp xa gần, đó là nguồn khích lệ và cổ vũ to lớn đối với tác giả trong
quá trình thực hiện và hoàn thành công trình này.
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2015
Tác giả
Nguyễn Văn Kiên
3
MỤC L ỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN……………………………………………………………….ii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề…………………………………..………………….……1
2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài………………...…………..……......2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.....................................................2
4. Ý nghĩa của đề tài….…..………..……………….……......….……..2
NỘI DUNG.......................................................................................................4
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI L IỆU……………....................…...……….4
1.1. Trên thế giới………..……………………………….………....….4
1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng ...................................................... 4
1.1.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng ....................................................... 7
1.1.3. Nghiên cứu về động thái rừng.................................................. 11
1.2. Ở Việt Nam…………………………………………..…....……..12
1.2.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng .................................................... 12
1.2.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng ..................................................... 15
1.2.3. Nghiên cứu về động thái, tăng trưởng rừng ............................. 18
1.3. Thảo luận…………………………...………….………..…...…..22
4
Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................24
2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu………………........….....……24
2.1.1. Địa điểm nghiên cứu ................................................................ 24
2.1.2. Thời gian nghiên cứu ................................................................. 6
2.2. Nội dung…………………………………....……..……………..26
2.3. Phương pháp nghiên cứu………………....……….....…………..26
2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu ................................................... 26
2.3.2. Phương pháp xử lý số liệu........................................................ 28
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN…………....…33
3.1. Khái quát các đặc trưng lâm học của rừng phục hồi…….........…33
3.2. Cấu trúc tổ thành và đa dạng loài của rừng phục hồi….........…...36
3.2.1. Cấu trúc tổ thành loài ............................................................... 36
3.1.2. Các chỉ số đa dạng loài............................................................. 40
3.3. Cấu trúc phân bố số cây theo cấp đường kính của tầng câycao....44
3.4. Đặc điểm tái sinh của rừng phục hồi…………...……..…....……52
3.5. Một số đặc điểm động thái cấu trúc rừng……....……….….........59
3.6. Đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh……..…….…....….…...60
KẾT LUẬN, TỒN TÀI VÀ KHUYẾN NGHỊ…..............………....…63
Kết luận……………………..…..…………...…......….….…………63
Tồn tại…………………………....…………...…...….....…………..64
Khuyến nghị………………….……………...…….…......………….65
TÀI LIỆU THAM KHẢO……..….........………….........………………….66
PHỤ LỤC………………..........…….........………………..…………………1
5
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
Nghĩa đầy đủ
BG
Bắc Giang
CTFS
Trung tâm khoa học rừng nhiệt đới
ĐB
Đông Bắc
ĐHLN
Đại học Lâm nghiệp
ĐTQH
Điều tra quy hoạch
GTZ
Tổ chức hợp tác kỹ thuật Đức
HST
Hệ sinh thái
HSTR
Hệ sinh thái rừng
IBP
Chương trình sinh học quốc tế
KB
Kim Bôi
KBTTN
Khu Bảo tồn thiên nhiên
LK
Loài khác
LS
Lạng Sơn
LRTX
Lá rụng thường xanh
N/D
Phân bố số cây theo đường kính
OTC
Ô tiêu chuẩn
OTCĐV
Ô tiêu chuẩn định vị
TB
Tây Bắc
TSCTV
Tái sinh có triển vọng
RĐD
Rừng đặc dụng
6
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Danh sách và vị trí tọa độ các ô tiêu chuẩn nghiên cứu……….…24
Bảng 3.1. Tổng hợp các đặc trưng cơ bản của 10 ô định vị............................ 35
Bảng 3.2. Công thức tổ thành của 10 ô định vị thay đổi trong 3 năm ............ 36
Bảng 3.3. So sánh tích lũy số loài tại ba địa điểm .......................................... 43
Bảng 3.4. Sự biến động về các chỉ số đa dạng loài trong ba năm ................. 43
Bảng 3.5. Phân bố số cây theo cấp kính của 10 OTC .................................... 45
Bảng 3.6. Tổng hợp mô hình hóa phân bố số cây theo cấp kính năm 2011 ... 47
Bảng 3.7 Tổng hợp mô hình hóa phân bố số cây theo cấp kính năm 2014 .... 49
Bảng 3.8. Công thức tổ thành lớp cây tái sinh ................................................ 53
Bảng 3.9. Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao.....................................57
Bảng 3.10. Phân bố số cây tái sinh theo cấp chất lượng.................................58
Bảng 3.11. Động thái thay đổi tổ thành ..........................................................59
vii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Sơ đồ vị trí ba khu vực nghiên cứu….............................................25
Hình 2.2. Thiết kế ÔTCĐV…………………………………………..….......27
Hình 3.1. Biểu đồ dãy hệ số đa dạng loài Renyi tại 10 ô tiêu chuẩn .............. 41
Hình 3.2. Biểu đồ hộp so sánh tích lũy số loài tại ba địa điểm....................... 42
Hình 3.3. Biểu đồ phân bố thực nghiệm N-D .............................................. 467
Hình 3.4. Phân bố N-D thực nghiệm (n) và lý thuyêt (n’) theo phân bố khoảng
cách của các ô tiêu chuẩn năm 2014 tại Bắc Giang ...................................... 521
Hình 3.5. Phân bố N-D thực nghiệm (n) và lý thuyêt (n’) theo phân bố khoảng
cách của các ô tiêu chuẩn năm 2014 tại Kim Bôi - Hòa Bình……......….......51
Hình 3.6. Phân bố N-D thực nghiệm (n) và lý thuyêt (n’) theo phân bố khoảng
cách của các ô tiêu chuẩn năm 2014 tại Lạng Sơn………………………..52
1
2
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Trong nhiều thập kỷ qua, công tác điều tra nghiên cứu đặc điểm Lâm
học của rừng phục hồi đã được các tổ chức, các nhà khoa học trong và ngoài
nước quan tâm nghiên cứu. Công tác nghiên cứu đặc điểm lâm học của rừng
là đi sâu vào nghiên cứu sinh trưởng của rừng, tăng trưởng về sinh khối rừng,
cách thức mà môi trường vật lý ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của
cây rừng và lâm phần; ảnh hưởng đến cấu trúc và đặc điểm của một lâm phần
và mối tương tác giữa các thành phần sinh học trong lâm phần đó. Ngoài ra,
khi nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc Lâm học cũng cho chúng ta biết được
cây rừng và lâm phần ảnh hưởng như thế nào đến môi trường vật lý của chúng
và các tương tác không ngừng giữa thảm thực vật và môi trường vật lý trong
các quá trình biến đổi theo thời gian.
Nhìn chung, khi nghiên cứu về đặc điểm lâm học sẽ giúp chúng ta có
được các kiến thức khoa học thành các thông tin thực tiễn về nhu cầu lập địa
để một lâm phần rừng và các loài cây cấu thành nên nó tái sản xuất và sinh
trưởng có hiệu quả nhất. Như vậy, lâm học chính là lý thuyết và thực tiễn của
việc thiết lập các hệ sinh thái rừng có các đặc trưng cấu trúc, động thái và
chức năng đáp ứng tốt nhất một hoặc nhiều mục tiêu của xã hội loài người.
Vì vậy, nghiên cứu đặc điểm Lâm học rừng phục hồi bằng hệ thống ô
định vị không chỉ là cần thiết và có ý nghĩa lớn trong việc xây dựng cơ sở vật
chất kỹ thuật lâu dài để nghiên cứu về rừng tự nhiên. Từ đó từng bước hoàn
thiện thêm kiến thức Lâm học về các hệ sinh thái rừng tự nhiên và cung cấp
cơ sở khoa học quan trọng cho việc đề xuất, xây dựng các giải pháp lâm sinh
nhằm nâng cao sản lượng, chất lượng và chức năng đa mục đích của rừng.
Từ thực tế trên tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu một số
đặc điểm lâm học rừng phục hồi bằng ô tiêu chuẩn định vị tại Hòa Bình,
Lạng Sơn và Bắc Giang”.
2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài
* Mục tiêu:
- Nghiên cứu về các đặc điểm lâm học bao gồm: Cấu trúc, sinh trưởng,
tái sinh trong hệ sinh thái rừng lá rộng thường xanh.
- Đề xuất các giải pháp lâm sinh tác động để nâng cao chất lượng rừng
đáp ứng tốt nhất mục tiêu quản lý.
* Yêu cầu:
- Nghiên cứu trên cơ sở 10 ô tiêu chuẩn định vị được thiết lập năm
2011. Đối với các thông tin, số liệu, tài liệu điều tra, đo đếm năm 2014 phải
trung thực, chính xác, đảm bảo độ tin cậy. Việc phân tích, xử lý số liệu phải
trên cơ sở khoa học.
- Xác định được các đặc điểm lâm học gồm cấu trúc, sinh trưởng, tái
sinh trong hệ sinh thái rừng lá rộng thường xanh, đề xuất các giải pháp kỹ
thuật lâm sinh nhằm bảo tồn và phát triển bền vững hệ sinh thái rừng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là rừng phục hồi thuộc kiểu rừng lá
rộng thường xanh.
Tại cả 03 khu vực nghiên cứu đều thuộc kiểu trạng thái rừng IIa, nguồn
gốc hình thành rừng được phục hồi sau nương rẫy được đặc trưng bởi lớp cây
tiên phong, ưa sáng, mọc nhanh, đều tuổi và có kết cấu 1 tầng.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu bao gồm 10 ô tiêu chuẩn định vị có diện tích 1ha/ô
do Viện Nghiên cứu Lâm sinh, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam thiết
lập năm 2011 trong khuôn khổ của đề tài “Nghiên cứu các đặc điểm sinh học
một số hệ sinh thái chủ yếu ở Việt Nam giai đoạn II” do PGS.TS. Trần Văn
Con làm chủ nhiệm
4. Ý nghĩa của đề tài
* Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
Việc thực hiện nghiên cứu đề tài là cơ hội tốt cho học viên làm quen
với công tác nghiên cứu khoa học, vận dụng các kiến thức đã học tập vào ứng
dụng trong thực tế. Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là tài liệu quan trọng, cần
thiết phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo về hệ sinh thái rừng tự nhiên ở
Việt Nam.
* Ý nghĩa thực tiễn
Là cơ sở để đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm bảo tồn và
phát triển bền vững hệ sinh thái rừng. Đặc biệt nhằm nâng cao chất lượng
rừng và chức năng đa mục đích của rừng.
NỘI DUNG
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI L IỆU
1.1. Trên thế giới
1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng
Để góp phần xây dựng những nguyên lý và đề cập đến nhiều biện pháp
kỹ thuật về kinh doanh rừng mưa nhiệt đới đã có nhiều tác giả nước ngoài dày
công nghiên cứu về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng, tiêu biểu như: Richard
(1960) với công trình Rừng mưa nhiệt đới; Catinot. R(1965)[4] với công trình
Lâm sinh học nhiệt đới; Baur (1970) với tác phẩm Cơ sở sinh thái của kinh
doanh rừng mưa, Lampard, H (1989) [38]với công trình Lâm sinh học nhiệt
đới .... Baur G.N (1964) và Odum E.P (1971) đã tập trung nghiên cứu các vấn
đề sinh thái nói chung và cơ sở sinh thái cho kinh doanh rừng mưa nói riêng.
[39]..
Qua đó làm sáng tỏ khái niệm về hệ sinh thái rừng, đây là cơ sở nghiên
cứu các nhân tố cấu trúc đứng trên quan điểm sinh thái học. Catinot (1965),
Plaudy J. đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng phương pháp phẫu đồ,
nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại về
dạng sống, tầng phiến [31],... của quần xã thực vật rừng. Odum E.P (1971) đã
hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái của Tansley A.P, năm 1935[39].
Các công trình nghiên cứu này đã chỉ ra rằng rừng nhiệt đới rất đa dạng
phong phú về thành phần loài, trong rừng thường phân hoá thành một số tầng
nhất định. Đồng thời các tác giả đã nghiên cứu, thảo luận và đề xuất nhiều
vấn đề lý luận, kỹ thuật và cả kinh tế xã hội có vai trò quan trọng trong kinh
doanh hệ sinh thái rừng tự nhiên. Richards P.W (1952) [42] đã phân biệt tổ
thành thực vật của rừng mưa thành hai loại rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài
cây phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản, trong những
lập địa đặc biệt, rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây. Cũng theo
tác giả này, rừng mưa thường có nhiều tầng (thường có 3 tầng, trừ tầng cây
bụi và tầng cây thân cỏ). Trong rừng mưa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi
và các loài thân cỏ còn có nhiều loài cây leo đủ hình dáng và kích thước, cùng
nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây hình thành nên nhóm thực vật
ngoại tầng.
Như vậy nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ của các tác giả trên mới chỉ
đưa ra nhận xét mang tính định tính, phân chia tầng thứ dựa vào cấp chiều cao
mang tính cơ giới nên phần nào chưa phản ánh đúng tính phức tạp của cấu
trúc rừng nhiệt đới.
Xuất phát từ những hạn chế đó, để có cái nhìn toàn diện hơn về cấu trúc
rừng nhiệt đới các nghiên cứu cấu trúc rừng được chuyển dần từ mô tả định
tính sang định lượng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và tin học, trong đó
việc mô hình hoá cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc
rừng đã được nhiều tác giả nghiên cứu có kết quả. Vấn đề về cấu trúc không
gian và thời gian của rừng được các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều nhất.
Tiêu biểu là các tác giả với các công trình nghiên cứu cùng vấn đề được giải
quyết trong công trình như:
Shugart, H (1984)[34] phân chia rừng ở Nigeria thành 5 - 6 tầng.
B.Rollet (1971) đã biểu diễn các quan hệ chiều cao - đường kính ngang ngực,
đường kính tán - đường kính ngang ngực bằng các hàm hồi quy; phân bố
đường kính tán, đường kính thân cây dưới dạng các phân bố xác suất .
Về phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1,3): đã được nhiều nhà lâm
học, điều tra rừng quan tâm. Meyer (1934) đã mô tả phân bố N/D1,3 bằng
phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục. Balley (1973) sử
dụng hàm Weibull, Schiffel biểu thị đường cong cộng dồn phần trăm số cây
bằng đa thức bậc ba [34]. Prodan. M và Patatscase (1964), Bill và Kem K.A
(1964) đã tiếp cận phân bố này bằng phương trình logarit. Diatchenko, Z.N sử
dụng phân bố Gamma biểu thị phân bố số cây theo đường kính lâm phần
Thông ôn đới. Đặc biệt để tăng tính mềm dẻo, một số tác giả hay dùng các
hàm khác, như Loetsch (1973) dùng hàm Beta để nắn các phân bố thực
nghiệm, J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1992) trong khi nghiên cứu 19 ô
tiêu chuẩn với 60 loài của rừng nhiệt đới ở Maranhoo - Brazin đã dùng hàm
Weibull mô phỏng phân bố N/D. Nhiều tác giả khác dùng hàm Schumacher,
hyperbol, hàm mũ, Poisson, Charlier,... để mô hình hoá cấu trúc rừng (dẫn
theo Trần Văn Con, 2001) [21].
Bên cạnh đó phải kể đến một vấn đề vô cùng quan trọng có liên quan
đến nghiên cứu cấu trúc rừng đó là việc phân loại rừng theo cấu trúc hay
ngoại mạo sinh thái. Tiêu biểu cho hệ thống phân loại rừng theo hướng này có
Humbold (1809), Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973)...
Trong nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này khi nghiên cứu ngoại
mạo của quần xã thực vật đã không tách rời khỏi hoàn cảnh của nó và do vậy
hình thành một hướng phân loại theo ngoại mạo sinh thái. Khác với xu hướng
phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo chủ yếu mô tả rừng ở trạng thái
tĩnh. Trên cơ sở nghiên cứu rừng ở trạng thái động Melekhov đã nhấn mạnh sự
biến đổi của rừng theo thời gian, đặc biệt là sự biến đổi của tổ thành loài cây
trong lâm phần qua các giai đoạn khác nhau trong quá trình phát sinh và phát
triển của
rừng.
Cùng với những nghiên cứu cơ bản để mở rộng và hoàn thiện các hiểu
biết về hệ sinh thái rừng tự nhiên, các nỗ lực để bảo vệ tài nguyên rừng trên
tầm vĩ mô trên thế giới đang được quan tâm ngày càng cao nhằm mục đích
quản lý bảo vệ và sử dụng bền vững rừng nhiệt đới. Vì vậy, cần có các nghiên
cứu bổ sung để quản lý rừng bền vững, góp phần vào nỗ lực chung đó.
1.1.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng
Quá trình tái sinh của rừng tự nhiên là những vấn đề hết sức quan trọng
trong nghiên cứu sinh thái rừng nhiệt đới. Tái sinh rừng là một quá trình sinh
học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng, biểu hiện của nó là sự xuất hiện
của một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh
rừng: Dưới tán rừng, chỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau
nương rẫy. Vai trò lịch sử của lớp cây con này là thay thế thế hệ cây già cỗi. Vì
vậy, tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bản
của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Các nhà nghiên cứu đều có chung một
quan điểm: Hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài
cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố và độ dài của
thời kỳ tái sinh rừng. Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây tái
sinh và tầng cây gỗ lớn đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbread,
1930; Richards,
1933; 1939; Aubresville, 1938; Beard, 1946; Lebrun và Gilbert, 1954; Jones,
1955 – 1956; Schultz, 1960; Baur, 1964; Rollet, 1969). Do tính chất phức tạp
về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài cây có giá trị nên trong thực
tiễn lâm sinh người ta chỉ tập trung khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất
định.
Về phương pháp điều tra tái sinh, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy ô
mẫu hình vuông theo hệ thống do Lowdermilk (1972) đề nghị, với diện tích ô
2
dạng bản thông thường từ 1 - 4m . Bên cạnh đó, cũng có nhiều tác giả đề nghị
sử dụng
phương pháp điều tra dải hẹp với các ô đo đếm có diện tích biến động từ 10
2
100m . Phổ biến nhất là bố trí theo hệ thống trong các diện tích nghiên cứu
từ
0,25 1,0 ha (Povarnixbun, 1934; Yurkevich, 1938). Phương pháp này
trong điều kiện tái sinh sẽ khó xác định được quy luật phân bố hình thái của
lớp cây tái
sinh trên mặt đất rừng. Để giảm sai số trong khi thống kê, A.BarnardAB và
CS (1950) [45] đã đề nghị phương pháp “Điều tra chẩn đoán”, theo đó kích
thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở
các trạng thái rừng khác nhau. Phương pháp này được áp dụng nhiều hơn vì nó
thích hợp cho từng đối tượng rừng cụ thể. Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng
nhiệt đới vô cùng phức tạp và còn ít được nghiên cứu. Phần lớn tài liệu nghiên
cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa thường chỉ tập trung vào một số loài cây
có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng đã ít nhiều bị biến đổi. Vansteenis.J
(1956)[44] khi nghiên cứu về rừng mưa đã nhận xét, đặc điểm hỗn loài của
rừng mưa nhiệt đới là nguyên nhân dẫn đến đặc điểm tái sinh phân tán liên
tục. Ngược lại, tái sinh phân tán liên tục ở rừng mưa lại là tiền đề để tạo thành
một rừng mưa hỗn loài khác tuổi. Tổ thành những loài cây tái sinh mọc ở lỗ
trống là những loài cây ưa sáng mọc nhanh, đời sống ngắn, không có mặt
trong tổ thành rừng, mà nguồn gốc có thể là do chim, những động vật từ xa
mang tới … Tỷ lệ cây ưa sáng tỷ lệ thuận với kích thước lỗ trống, tức là kích
thước lỗ trống càng lớn, thì tỷ lệ cây ưa sáng càng nhiều. Đây là loài cây tiên
phong làm nhiệm vụ hàn gắn các lỗ trống ở trong rừng. Sau khi các loài cây
ưa sáng tạo ra bóng, cây tái sinh của những loài cây chịu bóng có trong thành
phần của rừng nguyên sinh xuất hiện, vươn lên thay thế các loài cây ưa sáng.
Khi nghiên cứu rừng nhiệt đới ở Châu Á, tác giả cho thấy có hai đặc điểm tái
sinh phổ biến, đó là tái sinh vệt và tái sinh phân tán liên tục.
Khi nghiên cứu ở rừng nhiệt đới Châu Phi A.Obrevin (1938) nhận thấy,
cây con của những loài cây ưu thế trong rừng có thể cực hiếm hoặc vắng hẳn.
Đây là hiện tượng không sinh con đẻ cái của cây mẹ trong rừng mưa. Mặt
khác trong rừng mưa tổ thành rừng thường thay đổi theo không gian và thời
gian, ngay cả trong cùng một địa điểm, cùng một thời gian nhất định, tổ hợp
các cây sẽ được thay thế bằng tổ hợp loài cây khác hẳn. Nếu xét trên diện tích
nhỏ, tổ hợp loài cây tái sinh không mang tính chất kế thừa. Nhưng nếu xét
trên một phạm vi rộng, thì tổ hợp các loài cây sẽ thừa kế nhau theo phương
thức tuần hoàn. Thành công của A.Obrevin đã khái quát được hiện tượng bức
khảm tái sinh. Ông coi đó là “Hiện tượng thuần tuý ngẫu nhiên”. Nhưng
phần lý giải các hiện tượng đó còn bị hạn chế chưa đưa ra được những đề xuất
cụ thể. Vì vậy, lý luận của ông còn ít sức thuyết phục, chưa giúp ích cho thực
tiễn sản xuất để điều khiển tái sinh rừng theo những mục tiêu kinh doanh đã đề
ra. Tuy nhiên, những kết quả quan sát của Davit và P.W Risa (1933), Bơt
(1946), Sun (1960), Role (1969) ở rừng nhiệt đới Nam Mỹ lại khác hẳn với
nhận định của A.Obrevin. Đó là hiện tượng tái sinh tại chỗ và liên tục của các
loài cây và tổ thành loài cây có khả năng giữ nguyên không đổi trong một thời
gian dài. Đặc điểm tái sinh rừng cũng được nhiều nhà khoa học quan tâm, đặc
biệt là thế hệ cây tái sinh có tổ thành giống khác biệt với tổ thành tầng cây
cao. (Mibbread 1940; Richard - 1944, 1949, 1965; Baur - 1964; Rollet …). Các công trình
nghiên cứu về phân bố tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới đáng chú ý là công trình
nghiên cứu của Richards, P.W (1952), Bernard Rollet (1974), tổng kết các kết
quả nghiên cứu về phân bố số cây tái sinh tự nhiên đã nhận xét: Trong các ô
có kích thước nhỏ (1 x 1m, 1 x 1.5m) cây tái sinh tự nhiên có dạng phân bố
cụm, một số ít có phân bố Poisson. Ở Châu Phi trên cơ sở các số liệu thu thập
Tayloer (1954), Barnard (1955) xác định số lượng cây tái sinh trong rừng nhiệt
đới thiếu hụt cần thiết phải bổ sung bằng trồng rừng nhân tạo. Các tác giả
nghiên cứu về tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới Châu Á như Budowski (1956),
Bava (1954), Atinot (1965) lại nhận định dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung
có đủ số lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế, do vậy các biện pháp lâm sinh đề
ra cần thiết để bảo vệ và phát triển cây tái sinh có sẵn dưới tán rừng (dẫn theo
Nguyễn Duy Chuyên, 1995)[11].
Có rất nhiều công trình nghiên cứu đã được công bố với các nội dung
phân tích ảnh hưởng của các nhân tố đến tái sinh rừng. Trong đó nhân tố được
đề cập nhiều nhất là ánh sáng (thông qua độ tàn che của rừng), độ ẩm của đất,
kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi là những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp
đến quá trình tái sinh rừng. Trong rừng nhiệt đới, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh
hưởng đến phát triển của cây con, còn đối với sự nảy mầm và phát triển của
cây mầm, ảnh hưởng này thường không rõ ràng (Backmann, 1962)[35].
Khi nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên, các tác giả nhận định: Th ảm cỏ, cây
bụi có ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây tái sinh. Ở những quần thụ kín
tán, thảm cỏ và cây bụi kém phát triển nhưng cạnh tranh dinh dưỡng và ánh
sáng của chúng vẫn có ảnh hưởng đến cây tái sinh. Những lâm phần đã qua
khai thác, thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh là nhân tố ảnh hưởng xấu
đến tái sinh rừng. Ghent, A.W (1969) nhận xét: Thảm mục, chế độ nhiệt,
tầng đất mặt quan hệ với tái sinh rừng cũng cần được làm r . Nhìn chung ở
rừng nhiệt đới, tổ thành và mật độ cây tái sinh thường khá lớn. Nhưng số
lượng loài cây có giá trị kinh tế thường không nhiều và được chú ý hơn,
còn các loài cây có giá trị kinh tế thấp thường ít được nghiên cứu, đặc biệt
là đối với tái sinh ở các trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy [26].
Lamprecht,H. (1989)[38] căn cứ vào nhu cầu ánh sáng của các loài cây
trong suốt quá trình sống để phân chia cây rừng nhiệt đới thành nhóm cây ưa
sáng, nhóm cây bán chịu bóng (cơ hội, trung tính) và nhóm cây chịu bóng. Kết
cấu của quần thụ lâm phần có ảnh hưởng đến tái sinh rừng.
I.D.Yurkevich (1960) đã chứng minh độ tàn che tối ưu cho sự phát triển bình
thường của đa số các loài cây gỗ là 0,6 - 0,7. Độ khép tán của quần thụ ảnh
hưởng trực tiếp đến mật độ và sức sống của cây con. Trong công trình nghiên
cứu mối quan hệ qua lại giữa cây con và quần thụ, V.G.Karpov (1969) đã chỉ
ra đặc điểm phức tạp trong quan hệ cạnh tranh về dinh dưỡng khoáng của đất,
ánh sáng, độ ẩm và tính
chất không thuần nhất của quan hệ qua lại giữa các thực vật tuỳ thuộc đặc tính
sinh vật học, tuổi và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật (dẫn theo
Nguyễn Văn Thêm, 1992) [16].
Trong nghiên cứu tái sinh rừng người ta nhận thấy rằng: Tầng cỏ và cây
bụi qua thu nhận ánh sáng, độ ẩm và các nguyên tố dinh dưỡng khoáng của
tầng đất mặt đã ảnh hưởng xấu đến cây con tái sinh của các loài cây gỗ. Những
quần thụ kín tán, đất khô và nghèo dinh dưỡng khoáng có thảm cỏ và cây bụi
sinh trưởng kém nên ảnh hưởng của nó đến các cây gỗ tái sinh không đáng kể.
Ngược lại, những lâm phần thưa, rừng đã qua khai thác thì thảm cỏ có điều
kiện phát sinh mạnh mẽ. Trong điều kiện này chúng là nhân tố gây trở ngại rất
lớn cho tái sinh rừng (Xannikov, 1967; Vipper, 1973) (dẫn theo Nguyễn
Văn Thêm,
1992)[16].
Như vậy, các công trình nghiên cứu được đề cập ở trên đã phần nào làm
sáng tỏ các đặc điểm tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới. Đó là cơ sở để xây
dựng các phương thức lâm sinh hợp lý.
Kết quả nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế
giới cho chúng ta những hiểu biết các phương pháp nghiên cứu, quy luật tái
sinh tự nhiên ở một số nơi. Đặc biệt, sự vận dụng các hiểu biết về quy luật tái
sinh để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý tài nguyên
rừng bền vững. Tuy nhiên, vì rừng mưa nhiệt đới luôn tồn tại những quy luật
hết sức phức tạp, do vậy việc nghiên cứu về tái sinh rừng nhiệt đới nói
chung vẫn chưa thật đầy đủ và hệ thống cho từng loại rừng cụ thể.
1.1.3. Nghiên cứu về động thái rừng
Để nghiên cứu động thái các hệ sinh thái rừng (HSTR) nhiệt đới, nhiều
mạng lưới OTC định vị đã được thiết lập trên quy mô quốc tế và vùng.
Chương trình sinh học quốc tế (IBP) đã kết nối 116 ôtc nghiên cứu rừng trên
phạm vi toàn thế giới. Cơ sở số liệu của hệ thống ôtc nghiên cứu này bao gồm
11 kiểu rừng đã được tập hợp và công bố (D.L. Deangelis, R.H. Gardner và
Shuart, H.H. (2004). Trung tâm khoa học rừng nhiệt đới (CTFS) đã tổ chức
một hội nghị khoa học để đánh giá kết quả theo dõi mạng lưới các ô tiêu
chuẩn diện tích lớn (25-50 ha/ô) nghiên cứu động thái rừng nhiệt đới. Các kết
quả nghiên cứu đã được Elizabeth C. Losos và Egbert G. Leigh Jr. (2004)
biên tập trong cuốn sách: “Tropical Forest Diversity and Dynamism-Findings
from a large scale Plot Network” [36] .Viện nghiên cứu lâm nghiệp và các sản
phẩm rừng (FFPRI) Nhật Bản đang thực hiện một dự án “Thiết lập mạng lưới
ô tiêu chuẩn nghiên cứu động thái rừng vùng Đông Á để giám sát động thái
carbon cho phát triển thích ứng với biến đổi khí hậu” (2009-2013) với sự
tham gia của các nước Nga, Thái Lan, Malaysia và Indonesia.
1.2. Ở Việt Nam
1.2.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng
Theo Phùng Ngọc Lan (1986)[19], Cấu trúc rừng là một khái niệm
dùng để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần xã
thực vật rừng theo không gian và thời gian. Cấu trúc rừng là một vấn đề có
nội dung phong phú và đa dạng. Những đặc trưng này thường được mô tả
theo đơn vị lâm phần của Đồng Sỹ Hiền (1974) [18]. Theo tác giả, đó là
“Tổng thể những cây hình thành một khoảnh rừng thuần nhất nhiều hay ít. Vì
thế trong thực tiễn, rừng tự nhiên nhiệt đới nước ta, chỉ cần có những cây, dù
khác loài, khác tuổi, mọc thành rừng, nghĩa là cùng nhau sinh trưởng trên một
diện tích nào đó với một mật độ nhất định, hình thành một đơn vị sinh vật
học, một lâm phần có quy luật xác định”. Luận điểm này đã được các nhà
nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên nước ta vận dụng trong các công trình khoa
học của mình. Trên quan điểm hệ sinh thái, khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự
nhiên ở Việt nam, Thái Văn Trừng (1978) [20] đã dựa trên số lượng và sinh
khối nhóm loài ưu thế trong rừng nhiệt đới ẩm Việt Nam để phân định các
đơn vị phân loại sau: quần hợp, ưu hợp và phức hợp. Quần hợp: đó là một
quần thể thực vật trong đó cá thể của 1-2 loài cây chiếm 90% tổng số cá thể
trong lập quần. Ưu hợp: nhóm loài ưu thế trong các ưu hợp không quá 10
loài, tỉ lệ cá thể của mỗi loài ưu thế chiếm khoảng 4-5% và tổng số cá thể của
10 loài ưu thế đó phải chiếm 40-50% tổng số cá thể cây của các tầng lập quần
trong quần thể trên đơn vị diện tích điều tra. Trường hợp độ ưu thế các loài
cây không rõ ràng gọi là các phức hợp. Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978)
đã mô tả cấu trúc tầng thứ gồm: Tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái
(A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết (C). Trần Ngũ
Phương (1970) [23] đã chỉ ra những đặc điểm cấu trúc của các thảm thực vật
rừng miền Bắc Việt Nam trên cơ sở kết quả điều tra tổng quát về tình hình
rừng miền Bắc Việt Nam từ 1961 đến 1965. Nguyễn Văn Trương (1983) [13]
khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài đã xem xét sự phân tầng theo hướng
định lượng, phân tầng theo cấp chiều cao một cách cơ giới. Đào Công
Khanh (1996) [4] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng lá
rộng thường xanh ở Hương Sơn, Hà Tĩnh làm cơ sở đề xuất một số biện pháp
lâm sinh phục vụ khai thác và nuôi dưỡng rừng. Nguyễn Anh Dũng (2000)
[10] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc tầng cây gỗ cho hai
trạng thái rừng là IIA và IIIA1 ở lâm trường Sông Đà, Hoà Bình. Vũ Đình
Phương, Đào Công Khanh thử nghiệm phương pháp nghiên cứu một số quy
luật cấu trúc, sinh trưởng phục vụ điều chế rừng lá rộng, hỗn loại thường xanh
ở Kon Hà Nừng - Gia Lai cho rằng đa số loài cây có cấu trúc đường kính và
chiều cao giống với cấu trúc tương ứng của lâm phần, đồng thời cấu trúc của
loài cũng có những biến
động.
Về nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng thì việc mô hình hoá cấu
trúc
đường kính D1.3 được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu và biểu diễn chúng
theo
